Система управления пилотажного стенда консольного типа

 

Изобретение-относится к авиационной технике, а именно к подвижным пилотажным стендам. Цель изобретения-- повышение качества воспроизведения задаваемого f/aiwp движения кабины стенда и безопасности работы летчика-оператора за счет компенсации инерционных возмущений, действующих в переносном движении, и уменьшения максимальных перегрузок в отказной ситуации . На конце консоли 4 устанавливают дополнительно (один или несколько) компенсирующие гидроцилиндры так, что корпус цилиндра прикреплен к концевой части . консоли, а шток - к конструкции механизма подвижности по соответствующей степени свободы, создающих момент относительно оси вращения кабины 3, равный по величине и противоположный по направлению возмущающему инерционному моменту, действующему на кабину, а гидроцилиндры 2 углового перемещения кабины 3 относительно консоли 4 заменены на гидроцилиндры меньшей мощности. 1 ил. Слиб УМ г/ го Л/ (Л

союз сОВетских социалистических

РЕСПУБЛИК

LsLIs G 09 В 9/08

ГОСУДАРСТВЕ HHbll1 КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01КРБГТИЛМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСА .-!ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕГ!ЬСТБУ (21) 4841027/23 (22) 21.06,90 (46) 07.11.92. Б1ол. N 41 (71) Центральный азрогидродинамический институт им, проф, Н. Е. Жуковского (72) IO. В. Липатников, Е, А, Синицина и

В.М.Шибаев (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 479977, кл. G 01 М 1/02, 1972.

2. Haos R. 1.„М. Е, Motz and G. R, M, ils.

TIle 1 аг9е. A1Ylpll tude ILJIti-Mode Аегospace

Reseearch (LAMER) Simulator. АИА Paper, 73-922, Sept. 1973. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПИЛОТАЖНОГО СТЕНДА КОНСОЛБНOГО ТИПА (57) Изобретение. относится к авиационной технике, а именно к подвижным пилотажным стендам. Цель изобретения. — повышение качества воспроизведения задаваемого ,&717

ЯЛ,, 1774369 А1 движения кабины стенда и безопасности работы летчика-оператора за счет компенсации инерционных возмущений, действующих в переносном движении, и уменьшения максимальных перегрузок в отказной ситуации. На конце консоли 4 устанавливают дополнительно (один или несколько) компенсиру1ощие гидрацилиндры так, что корпус цилиндра прикреплен к концевой части консоли, а шток — к конструкции механизма подвижности по соответствующей степени свободы, создающих момент относительно оси вращения кабины 3, равный по величине и противоположный по направлению возмущающему инерционному моменту, действующему на кабину, а гидроцилиндры 2 углового перемещения кабины 3 относительно консоли 4 заменены на гидроцилиндры меньшей мощности. 1 ил.

1774369

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к подвижным пилотажным стендам, Известен пилотажный стенд с подвижной кабиной, содержащий трехстепенной кардан с приводами угловых перемещений кабины, располо>кенный на конце консоли, с основанием, закрепленным в одностепенном шарнире на земле, и привод вертикальных перемещений, выполненный управляемым по перегрузке, электрически и гидранлически не связанный с приводами угловых перемещений кабины (1), Недостатком этого стенда является неудовлетворительное ка.ество воспроизведения угловых ускорений, действующих на летчика н кабине пилатажнаго стенда, из-за возникновения при несовпадении центра масс кабины и ее осей вращения дополнительных моментов сил инерции, действу ащих на кабину в переносном движении, сравнимых по величине с полезными моментами сил, определяющими требуемое н задаче моделирования угловое движе IMp. кабины относительно консоли.

Наиболее близким из известных технических решений является пилотажный стенд консольного типа АКМАЛЯ, содер>кащий трехстепенной кардан с приводами угловых перемещений кабины, расположенный на конце консоли, аснованис которой закреплено на земле в двухстепенном кардане, и приводы независимых перемеецений консоли относительно земли н вертикальной и горизонтальной плОскОстях, Па каждой степени свободы используется пара гидрацилиндрон, управляемых своими электрагидравли ескими усилителями (ЗГУ) и гидранлически нлкак не связанных с принодамл перемещения кабины стенда подругим степеням свободы (2).

Недостатком даннага стенда является неудовлетворительное качества воспроизведения угловых ускорений, делствующих на лет IMYB н кабине пилотажного стенда, из-за воэнлкнавения дополнительных моментов сил инерции, действующих на кабину н переносном движении и являющихся па существу внешними возмуща ащими момента"tM для приводов. углового движения кабины, Так. при перемещениях консоли в вергикальной г.лсскасти на привод движения кабины по углу тангd>KB действуют даполчительные инерционные моменты, аналогичные моменты действуют на период движения кабины по углу курса при движенил консоли н горизонтальной плоскости, Дополнительные моменты сил могут существенно превысить l10 величине потребные управляющие моменты, необходимые для

>г, с задания требуемого движения кабины стенда.

Другим недостатком является возможность реализации на стенде опасных для летчика величин угловых ускорений, сущестaeIlIIo превышающих расчетные, вызванные случайным отказом привода угловых перемещений кабины, рассчитанного одновременно как на воспроизведение расчетного углового ускорения, так и на противодействие максимальному моменту ат весовой несбалансированности снаряженной кабины.

Целью изобретения является повышенле качества воспроизведения задаваемого движения кабины стенда и безопасности работы летчика-оператора за счет компенсации инерционных возмущений, действующих н переносном движении, и уменьшения максимальных перегрузок н отказной ситуации.

Указанная цель достигается тем, что cucT6Mrl управления пилатажного стенда консольного типа, содержащая гидроцилиндры перемещения консоли, полости которых соединены с вь|ходами первого электрогидравлического усилителя (ЗГУ), датчики обратных связей по положению штока гидроцилиндра и усилию на его штоке или перепаду давлений в его полостях с соответствующими блоками преобразовательной и усилительной аппаратуры (БПУА1, выходы которых подсоединены к входам первого усилителя-сумматора, выход которого соединен с входом первого усилителяинвертора, выход которого подсоединен к входу первого ЭГУ, гидрацилиндры углового перемещения кабины относительно консоли, полости которых соединены с выходами второго ЭГУ, датчлки обратных связей по по io>l(GHMIo штока гидроцилиндра и усилиlo на его штоке или перепаду давлений в его полостях с соответству ащими

БПУА, выходы которых подсоединены к входам второго усилителя-сумматора, выход которого соединен с входом второ""î усилителя-иннертора, выход которого подсоединен к входу второго ЭГУ, снабжена компенсирующим гидрацилиндром, третьим ЗГУ, выходы которого соединены с соответствующими полостями компенсирующего гидроцилиндра, третьим усилителем-инвертаром, датчиком усилия на штоке компенсирующего гидроцилиндра с

БПУА, выход которого подсоединен к входу третьего усилителя-инвертора, усилителем с настраиваемым козффицлентом усиления, выход которого подсоединен к выходу БПУА датчика усилия на штоке гидроцилиндра перемещения консоли или перепада давления

1774369

50 в его полостях, l1 третьим усилителем-сумматором, к первому входу которого подключен выход трутьего усилителл-инвертора, а к второму — выход усилителя с настраиваемым коэффициентом усиления, при этом выход третьего усилителя-сумматора подключен к входу третьего ЭГУ, На чертеже представлена схема системы управления пилотажного стенда, Система управления пилотажного стен/ да консольного типа содержит кардан 1 с гидроцилиндрами 2 угловых перемещений кабины 3, расположенными на конце консоли 4, основание которой закреплено в кардане 5, установленном на основании стенда, гидроцилиндры 6 перемещений консоли относительно основания, гидроцилиндры 6 и 2 управля отся от собственных

ЭГУ I 7, и Э ГУ II 8, соответственно, основание стенда 9. Гидроцилиндры 6 снабжены датчиками 10 перемещения штока гидроцилиндра б и датчиками 11, определяющими усилие на его штоке. Сигналы датчиков подBIoTcsl на входы соответствующих блоков преобразовательной и усилительной аппаратуры БПУА I 12 и БПУА ll 13, сигнал с выхода БПУА I подается на первый вход усилителя-сумматора 14, выход которого соединен с входом усилителя-инвертора 15, выход которого соединен с первым входом

ЭГУ 1, выход БПУА ll соединен с вторым входом усилителя-сумматора 14, гидроцилиндры 2 также cll36>l

БПУА I Y 19, усилителем-сумматором 20, усилителем-инвертором 21, соединения элементов 21 аналогичны соединениям элементов 10-15. В систему введены компенсирующий гидроцилиндр 22, ЭГУ 11123, выходы которого соединены с полостями гидроцилиндра 22, датчик 24, определя ощий усилие на штоке гидрацилиндра 22, блок БПУА У 25, вход которого соединен с выходам датчика 24, третий усилитель-инвертор 26, вход котарага соединен с выходом БПУА Y 25, усилитель 27 с настраиваемым коэффициентом усиления, вход которо о соединен с выходом БПУА ll, третий усилитель-сумматор 28, выход которого соединен с электрическим входом ЭГУ

ill, первый вход усилителл-сумматора 28 соединен с выходом усилителя-инвертора 26, а второй вход усилителл-сумматора 28 соединен с выходом усилителя 27.

В качестве ЗГУ могут использоваться

ЭГУ с плоским или цилиндрическим золотником с электрической обратной связью по положению золотника без зоны нечувстви5

40 тельности расходной характеристики. Гидроцилиндры могут иметь один или два штоI a в зависимости от требований реальной конструкции, в том числе могут использоватьсл и плунжеры. Гсли гидроцилиндр перемещения консоли плунжер, то и компенсирующий гидроцилиндр должен быть плунжером. Вместо одного цилиндра

M0>K)lo использовать два цилиндра, вклюенных Iio схеме с суммированием усилия.

Датчики давления — мембранного типа (например, ДДИ 250), датчики усилил - тенэометрические.

Си7:тема управления пилотажного стенда консольного типа работает следующим образом.

В процессе работы пилота>кного стенда электрические сигналы управления, сформированные в 3ВМ с учетом конКретной решаемой динамической задачи, падают на вход Э ГУ 1 7 и Э ГУ I I 8, под действием этих сигналов консоль 4 и кабина 3 совершают в общем случае неравномерное угловое движение о гносительно соответствующих осей.

При этом усилие на штоке гидроцилиндра 6 или перепад давления в его полостях (или давление в полости плунжера перемещения консоли) определяет перегрузку в кабине стенда в каждый момент времени, а следовательно, и возмущающий момент в контуре управления угловыми перемещениями кабины. Этот перепад давления или усилие измеряется датчиком 24, преобразуется в

БПУА II 13, соответствующий сигнал подается на вход с усилителя 27, после чего подаетсл на второй вход третьего усилителя-сумматора 28, где он складывается с сигналом, пропорциональным усилию на штоке гидроцилиндра 22, преобразованным в БПУА Y 25 и инвертированном на усилителе-инверторе 26. Таким образом,. гидроцилиндр 22 и ЭГУ!11, охваченные отрицательной обратной связью по нагрузке на штоке гидроцилиндра 22, представляют собой привод, следящий по усилию (по нагрузке), он воспроизводит сигнал, пропорциональный нагрузке на штоке гидроцилиндра 6, и создает тем самим момент относительно аси вращения кабины, который в каждый момент времени равен по величине и противоположен па направлению возмущающему моменту в контуре управления угловыми перемещениями кабины относительно консоли. Точность компенсации определлетсл в основном настройкой коэффициента усиления усилителя 27. Размеры гидроцилиндра 22 (и максимальное развиваел ое им усилие) определяются максимальным усилием, необходимым при компенсации. Компенсирующий гидроцилиндр

1774369

Формула изобретения

Система управления пилотажного стенда консольного типа, содержащая гидроцилиндры перемещения консоли, полости которых соединены с выходами первого электрогидравлического усилителя (ЗГУ), датчики обратных связей по положению штока гидроцилиндра и усилию на его штоке или перепаду давлений в его полостях с соответствующими блоками преобразовательной и усилительной аппаратуры (БПУА), выходы которых подсоединены к входам первого усилителя-сумматора, выход которого соединен с входом первого ус ллителяСоставитель Л. Баркова

Техред M,Ìîðãeíòàë Корректор Н, Тупица

Редактор Л. Волкова

Заказ 3929 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 может быть установлен не только под консолью, но и над нею, Знак сигнала, отрабатываемого компенсирующи л приводом, зависит от его располо>кения: если гидроцилиндры 2 и компенсирующий гидроцилиндр

22 располагаются по одну сторону от консоли, тогда увеличению давления в полости гидроцилиндра 2, расположенной со стороны консоли (передняя полость), соответствует увеличение давления в полости гидроцилиндра 22, располо>кенной со стороны узла крепления к кабине (передняя полость), а когда гидроцилиндры 2 и 22 располагаются по разные стороны от консоли, тогда увеличению давления в передней полости гидроцилиндра 2 соответствует увеличение давления в задней полости гидроцилиндра 22, Если имеется более одного гидроцилиндра 2, тогда сигнал усилия определяется на одном из гидроцилиндров

2 и подается на вход ЗГУ Il!. Вместо одного компенсирующего гидроцилиндра могут использоваться несколько гидроцилиндров, установленных по схеме с суммированием усилия и управляемых от одного Э! У tll. инвертора, выход которого подсоединен к входу первого ЭГУ, гидроцилиндры углового перемещения кабины относительно консоли, полости которых соединены с

5 выходами второго ЭГУ, датчики обратных связей по поло>кению штока гидроцилиндра и усилию на его штоке или перепаду давлений в его полостях с соответствующими

БПУА, выходы которых подсоединены к вхо10 дам второго усилителя-сумматора, выход которого соединен с входом второго усилителя-инвертора, выход которого подсоединен к входу второго ЭГУ, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения качества

15 воспроизведения задаваемого движения кабины стенда и безопасности работы летчика-оператора за счет компенсации инерционных возмущений, действующих в переносном движении, и уменьшения мак20 симальных перегрузок в отказной ситуации, она снабжена компенсирующим гидроцилиндром, третьим ЗГУ, выходы которого соединены с соответствующими полостями компенеирующего гидроцилиндра, 25 третьим усилителем-инвертором, датчиком усилия на штоке компенсирующего гидроцилиндра с БПУА, выход которого подсоединен к входу третьего усилителя-инвертора, усилителем с настраиваемым коэффициен30 том усиления, вход которого подсоединен к выходу БПУА датчика усилия на штоке гидроцилиндра перемещения консоли или перепада давления в его полостях, и третьим усилителем-сумматором, к первому входу

35 которого подключен выход третьего усилителя-инвертора, а к второму — выход усилителя с настраиваемым коэффициентом усиления, при этом выход третьего усилителя-сумматора подключен к входу третьего

40 ЭГУ,